第1章 通用塑料

11.1聚乙烯1.2聚丙烯1.3聚氯乙烯1.4聚苯乙烯类树脂1.5酚醛树脂1.6环氧树脂1.7其它树脂第1章通用塑料2高分子材料进展朱晓hm_zhuxl@3参考教材：

《高分子材料》(第二版)黄丽主编化学工业出版社，20104考核方式课堂提问和讲解考勤笔试（70%）5第1章通用塑料6学时第2章工程塑料6学时第3章合成纤维4学时主要内容及学时分配(24学时)第4章橡胶4学时第5章涂料和粘合剂4学时6塑料制品78910111213141516仿瓷餐具1718第1章通用塑料通用塑料是产量最大的，约占塑料总产量的80%。按照受热后的性质分为热塑性塑料和热固性塑料。人们日常生活中使用的许多制品都是由这些通用塑料制成。通用热塑性塑料有聚乙烯类、聚丙烯类、聚氯乙烯类和聚苯乙烯类等。通用热固性塑料有酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯及氨基树脂等。192021221.1聚乙烯1.2聚丙烯1.3聚氯乙烯1.4聚苯乙烯类树脂1.5酚醛树脂1.6环氧树脂1.7其它树脂第1章通用塑料23(PE－polyethylene)1.1.1概述1.1聚乙烯聚乙烯是指由乙烯单体自由基聚合而成的聚合物。最早出现的是低密度聚乙烯(LDPE)，由高压法合成。此后出现了低压法合成的高密度聚乙烯(HDPE)，线型低密度聚乙烯(LLDPE)是乙烯与少量-烯烃配位聚合得到的共聚物。还有超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、交联聚乙烯(CPE)等。24结构单元：支化结构：(a)HDPE分子链(b)LDPE分子链(c)LLDPE分子链1.1.2结构与性能1.1聚乙烯25

PE块状料是半透明或不透明，薄膜是透明的，透明性随结晶度提高而下降。PE易燃。(1)力学性能

PE属于典型的软而韧的聚合物材料，拉伸强度比较低，抗蠕变性差，抗冲击性能比较好。受密度、结晶度和分子量的影响大。1.1聚乙烯1.1.2结构与性能26(2)热性能

PE的耐热性不高。LDPE的使用温度在80℃左右，HDPE为120℃。脆化温度可达-50℃。

PE的热导率较高，不宜作为良好的绝热材料使用。(3)耐化学药品性具有良好的化学稳定性。表面是惰性的低能表面，粘附性差。1.1聚乙烯1.1.2结构与性能27(4)电性能

PE无极性，吸湿性很低，因此电性能十分优异。(5)环境性能

PE分子链上会产生少量羰基，在日光照射时会吸收光波，使制品最终变脆。

PE在许多活性物质作用下会产生应力开裂现象，称为环境应力开裂，是PE的特有现象。1.1聚乙烯1.1.2结构与性能28引起环境应力开裂的活性物质包括酯类、金属皂类、硫化或磺化醇类、有机硅液体、潮湿土壤等。

产生原因可能是这些物质在与聚乙烯接触并向内部扩散时会降低聚乙烯的内聚能。在耐环境应力开裂方面，LDPE比HDPE要好些。改善聚乙烯耐环境应力的方法之一是设法降低材料的结晶度。提高分子量、降低分子量的分散性、交联，都可以改善PE的耐环境应力开裂性。1.1聚乙烯1.1.2结构与性能29聚乙烯丙纶防水卷材30

PE绝大多数成型都是在熔融状态下进行的。要根据熔体流动速率的大小选择适当的成型工艺。1.1聚乙烯1.1.3加工性能1.1.4其他种类的PE分子量在100万~300万之间。线型分子结构，具有极佳的耐磨性，突出的高模量、高韧性，优良的自润滑性以及耐环境应力开裂性等。是制备齿轮、轴承等摩擦件的材料。超高分子量PE(UHMWPE)311.1聚乙烯采用低压聚合方法制备。可以广泛地应用于农业机械、纺织工业、汽车制造业、煤矿、造纸、化工、食品工业等作不粘、耐磨、自润滑的部件。还可制成PE纤维，强度高，耐磨性、抗冲击性、耐腐蚀性、耐光性好，可用作绳索、缆绳、渔网、防弹衣等。超高分子量PE(UHMWPE)32331.1聚乙烯分子量在500~5000之间，外观为白色或淡黄色的粉末或蜡状物，又称为聚乙烯蜡、合成蜡。生产方法有乙烯聚合法、高分子量PE裂解法和生产高分子量PE时的副产物。具有良好的化学稳定性、热稳定性和耐湿性，熔体粘度低，电性能优良，可作为良好的加工用助剂。近来对其进行共聚、氧化、接枝改性的研究增多，提高其溶解、乳化分散、润滑等性能。低分子量PE(LHMWPE)氧化聚乙烯蜡341.1聚乙烯通过化学或辐射的方法在PE分子链间相互交联，形成网状结构的热固性塑料。CPE的物理和化学性能发生变化，力学性能和燃烧的滴落现象得到改善，耐环境应力开裂现象减少，广泛用于生产电线、电缆、热水管材、热收缩管和泡沫塑料等。可以通过高能辐射和化学交联法进行交联。化学交联法包括过氧化物交联和硅烷交联法。交联PE(CPE)351.1聚乙烯茂金属催化剂具有等活性中心的特点，其催化的聚烯烃不仅具有均匀的摩尔质量及其分布，且具有均匀的支化分布，尤其是茂金属催化的支化PE。

m-PE制成的薄膜具有优异的薄膜强度和热封性，但加工性能差，需要用LDPE共混加以改善。茂金属PE(m-PE)36埃克森美孚化工-埃能宝mPE35-05树脂日本三井37381.1聚乙烯

HDPE或LDPE中仲碳原子上的H被Cl原子部分取代的无规聚合物。Cl原子含量为25%~40%时为软质材料，大于40%时为硬质材料。氯化PE具有优异的冲击性能、阻燃性能、耐热性能，耐磨性好。加工方法有直接加工法和硫化加工法。主要作为聚氯乙烯的增韧剂。氯化PE防水卷材高氯化聚乙烯铁红防锈漆391.1聚乙烯在SO2存在的条件下对PE进行氯化。一般氯含量为27%~45%，硫含量为1%~5%。又称海泊隆(hypalon)。白色海绵状弹性固体，具有优良的耐氧、耐臭氧性，耐热性、耐油性、阻燃性较好。是优良的橡胶材料。可用于天然橡胶或合成橡胶的改性，还可用于耐油、耐臭氧的防老化和耐腐蚀的衬垫、输送带、电缆绝缘层等。氯磺化PE(CSM)40方向机油管CSM混炼胶油漆底漆防腐漆411.1聚乙烯

乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)

柔性较大的热塑性树脂，EA含量增加，柔软性和回弹性提高，极性提高。一般EA含量为20%~30%。具有优良的耐低温冲击性能、耐应力开裂性以及弯曲疲劳特性。主要用于制软管。还可制玩具、低温用密封圈、手术用袋、包装薄膜等。乙烯共聚物421.1聚乙烯

乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)VA含量10%~20%时为塑性材料，超过30%时为弹性材料。提高在溶剂中的溶解度，提高EVA与其他基材的粘接性和粘接强度。EVA拼图，EVA地板胶，EVA积木，EVA拖鞋，EVA体育用品配件，EVA瑜伽垫等等。

VA含量低的EVA宜作重荷包装袋和复合材料。VA含量10%~20%时作农业和收缩包装薄膜，VA含量20%~30%时可作粘合剂和纤维的涂层、涂料，或泡沫塑料。还常用作其他塑料的改性剂。乙烯共聚物43地板防潮膜441.1聚乙烯

乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)

热稳定性很高。MA含量一般为18%~24%。MA的加入使共聚物耐环境应力开裂性能改善，介电性能提高。容易制成薄膜，为无毒材料，可用作热封合，接触食品表面的薄膜。还适合于一次性手套和医用设备。与其他树脂共混可改进树脂的冲击强度和韧性，提高热封合效果，促进粘合作用等。乙烯共聚物451.1聚乙烯

乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)

聚乙烯醇对气体的透过率最低。EVOH共聚物是高度结晶的材料，常用的EVOH中乙烯含量为29%~48%。性能与共聚单体组成密切相关。EVOH的气体阻隔性十分优越，耐有机溶剂性好，可用来包装食品和油类等。光泽度高，易印刷。

EVOH粒料可直接用来制复合薄膜或片材。乙烯共聚物泡沫聚丙烯和乙烯乙烯醇共挤出制造的食物托盘。461.1聚乙烯

离子共聚物(ionomer)

是一种兼具热塑性和热固性塑料特性的乙烯与不饱和羧酸的共聚物。乙烯共聚物将乙烯和不饱和羧酸的共聚物用钠、镁、鉀等的氢氧化物或其醇盐、羧酸盐处理，形成离子型的交联键。471.1聚乙烯

离子共聚物(ionomer)

这种交联键在加热时解离，呈现热塑性弹性体的性能。常温下稳定，交联密度小，材料有类似于橡胶的弹性。抑制材料的结晶性，赋予材料透明性。可用于食品包装薄膜。耐油类和腐蚀性产品。与铝能很好粘合，可用于冷冻食品、药品及电子产品的包装。还可用于汽车零部件，滑雪鞋、运动鞋等，制成发泡板材等。乙烯共聚物481.1聚乙烯2008年，LLDPE以5%~6%的速率增长，而传统的LDPE则处于停滞状态;而在2003~2006年间，LDPE的消费量略微下降，LLDPE的年均增长率达8.9%。目前，形势似乎发生了逆转，LDPE占到上风，尤其是在欧洲。原因在于LDPE的易加工性抵消了LLDPE力学性能的优势，相比而言，LDPE需要更少的添加剂，而且不包含任何催化剂残余物。引自《2010～2011年世界塑料工业进展》491.1聚乙烯尽管如此，投资方仍关注于新的茂金属级别PE的开发。Total新推出的用于卫生产品薄膜的新的茂金属PE就是例子。茂金属PE的市场领导者ExxonMobil也继续寄希望于创新，比如开发新的可替代LDPE/LLDPE共混物的LLDPE品级。引自《2010～2011年世界塑料工业进展》501.1聚乙烯新的针对挤出涂层用途的LDPE品级是开发的热点。密度较高(0.933g/cm3)、MFR低的LDPE，是制造吹塑－灌装－封口瓶的理想材料，该类材料承受高消毒温度比普通LDPE要强，且允许瓶厚减薄。

多峰HDPE适合特殊的用途，例如特别轻而强的编织布，其在当今的合理化农业中起到重要的作用，比普通PE更容易加工。另一特殊用途是滚塑，这方面的改进不仅提供好的材料性能，还缩短了加工时间，降低了加工温度。引自《2010～2011年世界塑料工业进展》515253(PP-polypropylene)1.2聚丙烯聚丙烯按结构不同分为等规、间规及无规三类。目前应用的主要为等规PP。

PP优点为电绝缘性和耐化学腐蚀性优良、力学性能和耐热性高、耐疲劳性好、价格低、加工性能好。缺点为低温脆性大，耐老化性不好。注塑制品用量最大。挤出成型制品也很多，如纺织用的纤维和丝、薄膜、管材、片材等。中空制品可用于包装容器。54滤袋551.2.1PP的结构1.2聚丙烯

等规指数影响着PP的一系列性能。PP的分子量增大，熔体粘度增大，熔融温度、硬度、屈服强度等却降低。这是由于结晶度下降引起的。

PP制品属球晶结构，有、、和拟六方4种晶型。球晶的种类、尺寸大小对制品性能影响大。偏光显微镜图片56

PP树脂为白色蜡状固体，密度低。(1)力学性能与PE相比，PP的强度、刚度和硬度较高，但在塑料中仍偏低。冲击强度对温度的依赖性很大，低温冲击强度低。

PP具有优良的抗弯曲疲劳性。1.2.2PP的性能1.2聚丙烯571.2.2PP的性能1.2聚丙烯(2)电性能具有优异的电绝缘性能。耐电弧性好，但由于其低温脆性，主要用于电信电缆的绝缘和电气外壳。(3)热性能

良好的耐热性，可在100℃以上使用。适于制备医用高压消毒制品。是很好的绝热保温材料。581.2.2PP的性能1.2聚丙烯(4)耐化学药品性耐化学腐蚀性很好，室温下可在某些溶剂中溶胀。(5)环境性能耐候性差，需加入抗氧剂和光稳定剂。(6)其他性能极易燃烧。透明性较差。591.2.3PP的加工性能1.2聚丙烯(1)吸水率很低。(2)熔体接近非牛顿流体，粘度对剪切速率和温度都敏感。(3)成型收缩率较大。(4)受热时容易氧化降解。(5)一次成型性优良。601.2.4PP的改性1.2聚丙烯(1)

PP共聚物一般为丙烯和乙烯的共聚物，分为无规和嵌段共聚物。无规共聚物中乙烯含量为1%~7%。具有很高的抗冲击性，主要用于高透明薄膜、上下水管、供暖管材及注塑制品。嵌段共聚物中乙烯含量为5%~20%，主要用于大型容器、中空吹塑容器、机械零件、电线电缆等，既有较好的刚性，又有好的低温韧性。61621.2.4PP的改性1.2聚丙烯(2)

PP合金也称为PP共混物。主要特点是采用相容剂和反应性共混技术。

与HDPE共混改善PP的韧性，一般混入10%~40%的HDPE。

与乙丙橡胶、热塑性弹性体共混改善PP的韧性和耐寒性。一般采用乙丙橡胶-聚丙烯-二烯烃三元共聚物(EPDM)与PP共混。631.2.4PP的改性1.2聚丙烯(2)

PP合金与聚酰胺共混

改善PP的耐热性、耐磨性、抗冲击性和染色性等。一般要加入相容剂，如顺丁烯二酐与PP的接枝共聚物。接枝改性

是在PP分子链上引入适当极性的支链。接枝方法主要有溶液接枝、熔融接枝、悬浮接枝和固相接枝法。可提高PP与其它聚合物的相容性，改善其染色性、抗静电性、力学性能等。641.2.4PP的改性1.2聚丙烯(2)

PP合金

表面改性

分为化学改性和物理改性。目前物理改性应用最广泛，包括等离子体处理、光辐射处理、涂覆处理等。

填充PP

用粉末状的碳酸钙、陶土、滑石粉及云母等对PP进行填充，可改善PP的刚度、硬度、弹性模量等。一般要对填料进行活化处理。651.2.4PP的改性1.2聚丙烯(2)

PP合金

增强PP

增强剂主要是纤维，有玻璃纤维、碳纤维、涤纶纤维、尼龙等。可分为物理结合和化学结合型。玻璃纤维增强PP中，玻璃纤维用量为10%~40%。碳纤维增强的PP具有力学性能好、导电性好、蠕变小、耐磨性好。66喷嘴67离心通风机的主要特点是：叶轮、叶片和进风口采用玻璃纤维增强聚丙烯为原料，模具注塑成型的生产工艺。聚丙烯塑料离心通风机和贮罐681.2.4PP的改性1.2聚丙烯(2)

PP合金

茂金属PP

以茂金属为催化剂，得到的PP流动性能好、强度高、硬度大、耐热性好且熔点低。主要用于包装薄膜、汽车保险杠、片材、瓶及复合纤维等。691.2.4PP的改性1.2聚丙烯(2)

PP合金

PP的其他改性方法

阻燃改性包括接枝和交联改性、抑制降解及氧化、催化阻燃、气相阻燃、隔热炭化、冷却降温技术等。防静电处理方法主要有外用和内用抗静电剂法。701.2聚丙烯

流动快的注塑用途PP使薄壁产品更易得到，降低了材料的成本，加快了成型周期。

可“呼吸”PP薄膜用于新鲜食品的包装，可控O2和CO2的透过，能更长时间地保持食品的外观和味道更新鲜。聚烯烃/大豆粉生物复合材料是新的可持续的选择。Biobent聚合物推出新系列的聚烯烃/生物复合材料，由10%~40%的可再生植物为基础。引自《2010～2011年世界塑料工业进展》711.2聚丙烯

A.Schulman有限公司去年成功将小麦纤维/PP复合物商品化，以代替滑石粉填充的PP用在汽车零部件上。该产品包含20%小麦纤维，密度减少10%而机械性能不变。热塑性淀粉(TPS)和回收聚丙烯组成的新的共混物，能使加工者获得高达95%含量的“绿色”材料(生物基材料加再生塑料)，且物理性质可与纯聚丙烯媲美。玻纤填充PP击败尼龙用于汽车进气歧管。旭化成北美公司推出了新的ThermyleneSWP特殊级别配混PP料，在压力、磨损和撕裂条件下都不会出现应力泛白现象。引自《2010～2011年世界塑料工业进展》721.2聚丙烯

透明PP用于高端化妆品用途。在为一种新系列沐浴油选择最好的包装时，波兰Bielenda公司最终选择了挤出吹塑成型的透明PP瓶。Milliken化学公司的透明改性剂MilladNX8000应用在两种新的无规PP共聚物中，为家庭用品和其他产品增添了明亮清澈的外观。来自Pinnacle聚合物公司的PP新品级的黄色指数(YI)可低至-15，而一般的透明PP的YI是-2.5。另外，与标准PP相比，新品级的成型周期缩短了26%，成型温度降低了22%。引自《2010～2011年世界塑料工业进展》737475(PVC－polyvinylchloride)工业上以悬浮聚合法生产为主，约占80%~90%，其次为乳液聚合法。PVC是白色或淡黄色的坚硬粉末。PVC颗粒的形态、内部孔隙率、表面皮膜厚度、颗粒大小及其分布等对其性能有很大影响。

PVC的应用极为广泛，从建筑材料到汽车制造业、儿童玩具，从工农业制品到日常生活用品，涉及各行各业，各个方面。1.3聚氯乙烯76

PVC属无规立构的热塑性树脂，结晶度不超过10%。由于分子链中氯原子的存在，使PVC刚性、硬度、力学性能比PE提高，阻燃性能较好，但介电常数和介电损耗比PE大。不含增塑剂或含量不超过10%的PVC称为硬质PVC，含增塑剂40%以上的称为软质PVC。1.3.1PVC的结构1.3聚氯乙烯77(1)力学性能未增塑的PVC属于硬而较脆的类型，耐磨性一般。(2)热性能玻璃化温度约为80℃，140℃时开始分解。热稳定性很差。(3)电性能比较好的电性能，受温度和频率的影响较大，适用于中低压及低频绝缘材料。1.3.2PVC的性能1.3聚氯乙烯78(4)化学性能耐许多化学药品，适合作为化工防腐材料。环己酮和四氢呋喃是PVC的良溶剂，在酯、酮、芳烃及卤烃中会溶胀或溶解。加入增塑剂后变差。(5)其他性能良好的阻燃性。对光、氧、热及机械作用都比较敏感，发生降解。1.3.2PVC的性能1.3聚氯乙烯79可以采用挤出、吹塑、注塑、压延、搪塑、发泡、压制、真空成型等方法进行加工。必须加稳定剂减少其热分解。严格控制成型温度。熔体黏度高，加入适量的润滑剂。1.3.3PVC的成型加工1.3聚氯乙烯80(1)稳定剂有热稳定剂、抗氧剂和紫外线吸收剂。常用的热稳定剂有铅盐类、金属皂类、有机锡类。针对不同应用场所采用不同的稳定剂。(2)增塑剂常用的是邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二异辛酯。还有磷酸酯类、脂肪酸酯类等。1.3.4PVC的添加剂1.3聚氯乙烯81(3)润滑剂

常用的有硬脂酸铅、硬脂酸钙或蜡等。分为内润滑剂和外润滑剂。(4)填料和其他添加剂常用的填料有碳酸钙、滑石粉、陶土、碳酸镁等。有时还加入抗静电剂、着色剂、防霉剂、紫外线吸收剂、荧光增白剂等。1.3.4PVC的添加剂1.3聚氯乙烯82(1)高聚合度PVC

平均聚合度为2000~3000，分子链长、链的规整性及结晶度都会增加，呈现出类似橡胶的弹性。比普通PVC的力学性能好，拉伸强度和撕裂强度高，耐磨性高。生产可在普通PVC生成装置上采用低温聚合方式进行，聚合过程中添加一些带有双烯键的反应性单体或低聚物。1.3.5改性PVC1.3聚氯乙烯8384(2)氯化PVC

(CPVC)

PVC进一步氯化后制得，含氯量为66%~68%。普通PVC含氯量不超过59%。使热变形温度和Tg提高。拉伸强度、弯曲强度、耐老化性提高，但热稳定性、加工流动性和冲击性能变差。可用普通PVC的加工设备进行加工，但加工工艺稍复杂，设备需要镀铬或采用不锈钢材料等。1.3.5改性PVC85(3)聚偏氯乙烯树脂

(PVDC)

PVDC都是VDC与其他单体，如VC、丙烯腈或丙烯酸酯的共聚物。

PVDC薄膜实际是VDC与VC的共聚物。

PVDC的主要产品是薄膜、单丝、管材、容器等。最常用的是薄膜制品，如肉类、食品及药品的包装膜。1.3.5改性PVC86(4)氯乙烯共聚物

VC-乙酸乙烯酯乙酸乙烯酯含量在10%~20%之间。使共聚物熔体流动性增加，韧性和耐寒性改善。但力学性能下降，耐溶剂性有所下降。乙酸乙烯酯起到内增塑的作用。主要用于保护涂层、薄膜和模压制品等。1.3.5改性PVC87(4)氯乙烯共聚物

乙烯-VC-乙酸乙烯酯将VC接枝到乙烯-乙酸乙烯酯共聚物上，分为硬质、半硬质和软质三类。硬质和半硬质的共聚物具有优良的抗冲击性能、耐候性和耐热性。用于建筑工业中的管子、窗框及工业用各种机壳等。软质共聚物不用增塑剂，无毒，耐候性、耐热性和弹性优于PVC。适用于皮革、薄膜、皮带等。1.3.5改性PVC88(4)氯乙烯共聚物VC-丙烯共聚物丙烯含量不超过10%。流动性好，加入无毒的硬脂酸锌类稳定剂，容易加工成型。高温下伸展率大，适合真空成型和复杂零件的吹塑成型。可制造硬的瓶子和其他食品包装材料。1.3.5改性PVC89(4)氯乙烯共聚物

VC-丙烯酸酯共聚物流动性、抗冲击性、耐寒性优于PVC，成型加工方便。透明性好，制抗冲击的透明材料，用于飞机窗玻璃和仪表盘面板。

VC-丙烯腈共聚物，制合成纤维、X射线底片等。1.3.5改性PVC

VC共聚物的挠曲性好，低温下韧性好。加工性能有不同程度的改进。产量上占PVC总量的1/4左右。90(5)聚氯乙烯合金有PVC与丁腈胶、PVC与氯化PVC的共混物。这类共混物制成的产品冲击强度和耐磨性有显著提高，且加工容易。利用ABS改性的PVC，可制成建筑用安全帽和窗框等，具有高冲击模量，硬度较大。有挤出级、注射级、硬质、半硬质和阻燃级等，主要应用于汽车、仪表等行业。1.3.5改性PVC91PVC/ABS合金是以ABS作为PVC的冲击改性剂，不仅可以大幅度地提高PVC的冲击韧性，而且还可以较好地改善PVC的加工流动性。国内对PVC/ABS合金的研究在近几年还是很活跃的,但真正实现工业化的产品并不多，而且规模也都不大。国内现在生产PVC/ABS合金的厂家主要有上海高桥化工厂、广州合成材料研究院、浙江温州金桥塑业有限公司、山东杰发塑胶有限公司、广东东莞三木塑料原料有限公司、广州煜星塑料制品厂、广东东莞盛亿隆塑胶原料有限公司。1.3.5改性PVC92

PVC在生产、加工、使用中的环境问题比较严重，在加工操作过程中，PVC释放出的HCl气体会刺激人的呼吸系统。

PVC在焚化处理时产生的烟气还会严重破坏臭氧层，造成二次公害。PVC本身具有一种臭味。新的消防条例规定，非阻燃型的PVC不得在建筑中使用。1.3.6PVC对环境的影响1.3聚氯乙烯931.3聚氯乙烯2009年全球PVC产能约4500万t，超过1/3的产能是在中国。

TeknorApex公司推出一种新的高抗冲硬质PVC配混料，用于型材挤出，阻燃性能达到严格的UL945VA级(0.9mm)，低于以往的最低值1.5mm。PolyOne公司推出的GeonFIT系列均聚物树脂，可用于75~100m厚或更厚的增塑糊用途。嘉洛斯公司展出了其新的ExcelitePVC片材液体发泡剂。据说，以促进更好的泡孔结构，更低的密度，更好的打印清晰度。引自《2010～2011年世界塑料工业进展》94神木北元化工成为国内最大的聚氯乙烯生产企业

2011年08月24日14:57中塑资讯网

投资80多亿元成功扩建了110万吨聚氯乙烯项目，成为国内最大的聚氯乙烯生产企业。959697(PS-polystyrene)包括通用PS(GPPS)和可发性PS(EPS)。EPS是苯乙烯通过悬浮聚合法制得的。

PS的优点是透明性高，加工流动性好，易着色，易印刷，电绝缘性、刚性好。缺点是韧性差，耐热性低，耐溶剂性、耐化学试剂性、耐沸水性差，易出现应力开裂现象。1.4聚苯乙烯类树脂1.4.1聚苯乙烯三大品种为聚苯乙烯(PS)、高抗冲PS、ABS树脂。98

PS的结构

PS的侧苯基的体积较大，使PS的分子链变得刚硬，Tg比PE、PP的都高，且刚性较大，制品易产生内应力。

PS为无定形聚合物，透明性高。侧苯基使PS的化学活性增大，还使主链上-氢原子活化，易氧化降解。1.4.1聚苯乙烯99

PS的性能①力学性能拉伸、弯曲强度很高，但冲击强度很低。②热性能

耐热性较差，热变形温度为70~95℃，最高使用温度为60~80℃。热导率较低，是良好的绝热保温材料。线膨胀系数较大，与金属相差很大。1.4.1聚苯乙烯100

PS的性能③电学性能良好的介电性能和绝缘性。易产生静电。④化学性能化学稳定性较好，不耐氧化酸。溶于烃类、酮类和高级脂肪酸。耐候性不好，但耐辐射性好。1.4.1聚苯乙烯101

PS的加工性能成型温度范围宽且流动性好，可用多种方法加工。①吸湿率低，一般不需要干燥。②成型过程中分子链易取向，冷却定型后易使制品产生内应力。加工时还要对制品进行热处理。③主要成型方法为注射、挤出和发泡。1.4.1聚苯乙烯102

PS可通过发泡成型制备包装材料及绝热保温材料。发泡方法有两种。一种是先把PS树脂制成含有发泡剂的珠粒，称为EPS。制备EPS的方法是将PS在加热、加压条件下把戊烷等低沸点发泡剂渗入到珠粒中去，再溶胀即制得EPS。将EPS再通过预发泡、熟化处理，最终经过模压成型制得PS泡沫制品。1.4聚苯乙烯类树脂1.4.2聚苯乙烯泡沫塑料103

EPS质量轻，热导率低，吸水性小，抗震和抗冲击，广泛应用与运输、建筑、保温、隔热、防震材料以及包装材料等。第二种方法是直接将发泡剂(如偶氮化合物、碳酸铵等)及其他助剂与PS混合均匀，然后通过挤出发泡、冷却定型即可。主要产品为片材、仿木型材等。1.4.2聚苯乙烯泡沫塑料104105

HIPS的组成为PS和橡胶，制备方法分为机械共混和接枝聚合法。

机械共混法是把PS和橡胶按比例配好，在挤出机、捏合机或双辊辊压机中共混。橡胶主要为丁苯橡胶和顺丁橡胶等。橡胶相在PS相中分散不均匀，增韧效果不显著。

接枝聚合法是把顺丁橡胶或丁苯橡胶溶解在苯乙烯单体中进行本体聚合或悬浮聚合。共聚物中橡胶含量较少，韧性有提高。1.4聚苯乙烯类树脂1.4.3高抗冲聚苯乙烯HIPS106

HIPS中近年来采用丙烯酸酯橡胶代替顺丁橡胶，制得性能更优异的HIPS。

HIPS的加工性能好，与ABS树脂的成型性能相近。加工方法有注射、挤出、热成型、吹塑、泡沫成型等。

HIPS除了冲击性能优异外，还具有PS的优点，适于制造各种电气零件、设备罩壳、仪表零件、冰箱内衬等。1.4.3高抗冲聚苯乙烯107108

ABS树脂是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物，坚韧、质硬、刚性。丙烯腈能提高强度、硬度、耐热性和耐腐蚀性，丁二烯能提高韧性，苯乙烯能提高电性能和成型加工性能。

ABS树脂较PS具有耐热、抗冲击性能高、表面硬度高、尺寸稳定、耐化学药品性及电性能良好等特点。目前ABS树脂中单体含量一般为：丙烯腈20%~40%丁二烯10%~30%，苯乙烯30%~60%。1.4聚苯乙烯类树脂1.4.4ABS树脂109

ABS的性能①力学性能冲击强度高，可在极低的温度下使用。具有良好的耐磨性、耐油性，尺寸稳定性好，可用于制作轴承。②热性能

热变形温度在85~110℃，制品经退火处理后可提高10℃左右。但最高连续使用温度不高(60~80℃)，与聚碳酸酯共混后可提高。耐寒性很好。1.4.4ABS树脂110

ABS的性能③电性能良好的电绝缘性，温度、湿度、频率的变化对其没有显著的影响。④耐化学药品性

良好的耐化学试剂性，对各种酸、碱、盐类都较稳定，醇类、烃类会在长期接触中使其溶胀。冰乙酸、植物油会引起应力开裂。1.4.4ABS树脂111

ABS的性能⑤环境性能耐候性较差，在紫外线或热的作用下易氧化降解。材料易变脆。加入酚类抗氧剂或炭黑可在一定程度上改善老化性能。

ABS的成型加工性能加工温度范围较宽。ABS熔体具有较明显的非牛顿性。吸湿性稍大于PS，具有较小的成型收缩率。1.4.4ABS树脂112113

ABS的成型加工性能可用各种成型方法来加工ABS。

注射成型是最重要的成型方法，采用螺杆式或柱塞式注塑机。挤出成型可选用通用型单螺杆挤出机。电镀成型也可以。1.4.4ABS树脂114

ABS树脂的阻燃作为目前产量最大、应用最广的五大通用工程塑料之一，被广泛地应用于汽车、器具、电子器件、家用电器、建筑等诸多领域。然而ABS树脂的氧指数仅为18%左右，在空气中容易燃烧并且产生大量的浓烟和有毒气体，使其应用受到了很大限制。目前ABS树脂的阻燃方法主要分为使用反应型阻燃剂、使用阻燃型聚合物和使用添加型阻燃剂三类。1.4.4ABS树脂115ABS最大制造商是奇美和LG，十大生产商总产能约870万t/a。新的产能主要建在中国和中东地区。高热变形温度通常导致强度和流动性的损失，BASF开发的产品在112℃高温下仍保持尺寸稳定性，同时具有高强度和好流动性，其牌号为TerluranHH102，HH代表高热级别，该材料容易成型加工，容易进行喷涂金属加工。1.4.4ABS树脂116117118BASF119

AS树脂苯乙烯-丙烯腈的共聚物，也称SAN树脂。AN含量约为25%。采用连续本体聚合法制备。AS树脂是无定形线型聚合物，耐热性好、光泽度高、耐化学药品性好，材料耐刮伤，透明性好。热变形温度为93~110℃，持续使用温度为85℃。常用的成型加工方法是注塑和挤出。用于制造餐具、杯、盘、牙刷柄等日用品、化妆品、包装容器、机械零件等。1.4聚苯乙烯类树脂1.4.5其他苯乙烯系树脂120

AS树脂生产厂家镇江奇美：牌号有117、118、128、138

宁波台化：牌号有NF2200、NF3400

镇江国亨：牌号有168、178

宁波甬兴：牌号有80HF

兰州兰化：牌号有HF1.4聚苯乙烯类树脂1.4.5其他苯乙烯系树脂121122

AAS树脂也称ASA，是将聚丙烯酸酯橡胶的微粒分散于AS中的接枝共聚物，橡胶含量约为30%。具有高的光泽，良好的耐化学性和热性能、耐环境应力开裂性、耐蠕变性以及高的低温冲击强度。耐候性比ABS高，在建筑、娱乐、交通运输方面获得广泛的应用。1.4聚苯乙烯类树脂1.4.5其他苯乙烯系树脂123

AAS树脂ASA的生产商仅有很少几家，包括BASF、Sabic、LG、Samsung/Cheil、奇美，却生产出很多品级的产品。

BASF新开发的高光泽ASALuranS776KE，具有改进的流动性和优化的光泽度，可与PVC在低的熔融温度下共挤出。在PVC室外用途中，外层的ASA层成为牢固黏合、光泽和耐候(色彩稳定)的表面，第一种用途是着色共挤出的排水沟。1.4聚苯乙烯类树脂1.4.5其他苯乙烯系树脂124

AAS树脂适用于制室外电视机天线罩，空气调节器的套壳，交通标志、汽车挡泥板等。也可用于制电气绝缘元件、纱管、安全盔等。1.4聚苯乙烯类树脂1.4.5其他苯乙烯系树脂125

ACS树脂是丙烯腈、氯化聚乙烯和苯乙烯的三元共聚物。成型收缩率小，尺寸稳定性好，阻燃性高，很好的耐候性，随氯化聚乙烯含量增加，ACS的耐老化性提高。

AES树脂是乙丙橡胶和丙烯腈、苯乙烯的接枝共聚物。热稳定性和耐热氧化性优于ABS树脂，耐候性高。1.4聚苯乙烯类树脂1.4.5其他苯乙烯系树脂126茂金属PS是在茂金属催化剂下合成的间同结构PS树脂，苯环交替排列在大分子链的两侧。产品耐水解、耐热、耐化学腐蚀、密度小、加工前不要干燥、收缩小、尺寸稳定性好等。茂金属PS的间规度约为85%，熔点高达270℃。可注塑成型，用作注塑部件、磁带、绝缘薄膜、包装用板、纤维、汽车发动机部件、保险杠等。在耐高温材料中居第二位。1.4聚苯乙烯类树脂1.4.5其他苯乙烯系树脂127

PS塑料或泡沫塑料应用很广泛，产量在塑料中居第三位。由于PS泡沫塑料多属一次应用，质量轻，废弃物所占体积大，不易降解，成为白色污染。废弃PS的回收和再生利用主要有物理法和化学裂解法。物理法包括废弃PS的再造粒、脱泡与熔融造粒、再发泡等。化学裂解法有溶液、催化、铅室、惰性气体裂解法等。如果能再生循环利用，PS泡沫塑料的优势会很明显。1.4聚苯乙烯类树脂1.4.6PS对环境的影响128129中国聚苯乙烯市场的特点1、需求旺盛，消费增长速度惊人。据预测，今后中国聚苯乙烯的需求量仍将平稳增长。2、生产能力不足，进口依赖度大。3、外资企业是中国聚苯乙烯生产的重要力量。在国内最大的5家聚苯乙烯生产厂商中，有3家是外资企业，分别是镇江奇美化工有限公司(30万吨/年)、扬子巴斯夫苯乙烯有限公司(14.2万吨/年)和LG宁波甬兴化工有限公司(10万吨/年)。4、电子/电器是中国聚苯乙烯最重要的消费领域。1.4聚苯乙烯类树脂130随着终端应用领域的不断创新，聚苯乙烯(PS)主要下游产品正逐渐被所取代，未来或许将会销声匿迹。这促使一些地区性的生产商完全退出该业务，PS产业正逐渐被扼杀。在新款游戏机、手机和MP3播放器生产中，已大量使用聚碳酸酯(PC)、ABS、PMMA来取代PS。PS目前的应用仅限于低端产品，如食品包装、玩具、衣架、容器和某些消费性电子产品。然而即使在这些领域，PS仍可能逐渐被更廉价的原料如PP所取代。1.4聚苯乙烯类树脂131三菱化学也将从它与旭化成化学品公司、出光兴产公司的合资公司——聚苯乙烯日本公司(PSJapanCorp)退出。尽管需求疲软，大日本油墨和化学品公司(DIC)以及由新日本制铁，Denka和大赛璐合资的东洋苯乙烯公司(ToyoStyrene)仍将继续生产PS。此外，放弃PS业务的公司还有德国化工巨头巴斯夫，早在2007年7月它就宣布出售各种苯乙烯装置，包括PS装置。出光公司PS马来西亚公司也在2008年9月停止了其3万吨/年通用聚苯乙烯的生产。陶氏化学公司在今年4月已无限期地关闭其位于中国东部地区的12万吨/年PS装置。1.4聚苯乙烯类树脂1322009年部分塑料消费情况引自《2009～2010年世界塑料工业进展》1.4聚苯乙烯类树脂1331.4聚苯乙烯PS的最大用途仍然是硬质包装，大量用于办公设备、IT、消费电子产品的外壳，以及挤出板材(用于冰箱用途)和发泡板材。全球硬质PS泡沫市场的增长在经历了2008~2009年短暂的中断后，又恢复了增长。建筑的有效节能要求促进了这方面的需求。

硬质PS泡沫主要用于建筑的隔热、隔音产品以及轻质、隔热包装。膨胀型PS(EPS)是发泡的PS粒子，挤塑型PS(XPS)为挤出发泡的硬质泡沫。引自《2010～2011年世界塑料工业进展》1341.4聚苯乙烯BASF公司由StyrodurC挤出成型的PS硬质泡沫绝缘板，其绝缘性能提高20%，该XPS包含有精细分散的石墨颗粒以吸收辐射。StyrodurNeo板用于绝缘墙、地板、天花板等用途，压缩强度高，吸水率低，耐腐蚀，尺寸稳定。由TeknorApex公司推出的一种新型苯乙烯系TPE新产品，主要应用于医用装置的电线电缆领域。引自《2010～2011年世界塑料工业进展》135引自《2010～2011年世界塑料工业进展》2010年中国主要树脂原料的生产及进出口情况树脂产量进口量出口量表观消费量数量/万t增长率/%数量/万t增长率/%数量/万t增长率/%数量/万t增长率/%PE985.721.3804.0-0.537.672.51752.19.6PP916.711.7492.3-5.010.272.91398.84.9PVC1130.023.4159.0-21.030.22.41258.815.8其他1328.225.9935.09.5309.619.31953.617.1合计4360.721.02390.30.4387.630.76363.411.9136凡酚类化合物和醛类化合物经缩聚反应制得的树脂统称为酚醛树脂。最常使用的酚醛树脂是苯酚和甲醛缩聚而成的产物，简称PF。酚醛树脂是最早实现工业化的一类热固性树脂，原料易得、合成方便、树脂固化后性能较好，在工业上仍得到广泛的应用。耐热性高，吸水性小，电绝缘性能好，耐腐蚀，尺寸精确和稳定，耐烧蚀性能好。1.5酚醛树脂pH值甲醛与苯酚摩尔比链结构产物＜70.8～0.9线性热塑性＞71.1～1.5交联热固性137苯酚邻位氢原子与甲醛的缩聚反应如下：热塑性酚醛树脂：

只有加入能与之反应的固化剂，才能固化。热固性酚醛树脂：

制备时反应不彻底，在热的作用下可继续进行缩聚反应形成高度交联网状结构。1.5酚醛树脂138

热塑性酚醛树脂的合成酸性条件下、甲醛与苯酚的摩尔比小于1时合成。可溶、可熔的，分子内不含羟甲基的酚醛树脂。

pH<3时合成的是通用型PF，缩聚反应主要发生在酚羟基的对位，加入固化剂后反应速率较慢。

pH为4~7时用特殊的金属碱盐做催化剂制得的是高邻位PF，反应主要发生在酚羟基的邻位，保留了活性大的对位，加入固化剂后可快速固化。1.5酚醛树脂1.5.1酚醛树脂的合成139

热固性酚醛树脂的合成苯酚和过量的甲醛(摩尔比为1.1~1.5)在碱性催化剂存在下缩聚反应而成的。反应初期主要是加成反应，形成羟甲基酚、多元羟甲基酚及低聚体，随着反应的不断进行，分子链交联程度增加，最终形成凝胶状交联物。

通过控制反应程度，可获得适合不同用途的树脂产物。1.5酚醛树脂1.5.1酚醛树脂的合成140

热固性PF是一种含有可进一步反应的羟甲基活性基团的树脂，反应若不加控制，会一直进行到形成三维网络结构的固化树脂，又称一阶树脂。

热塑性PF是线型树脂，进一步反应不会形成三维网状结构的树脂，要加入固化剂后才能进一步反应固化，又称为二阶树脂。1.5酚醛树脂1.5.2酚醛树脂的固化141

热固性酚醛树脂的固化可以在加热或加酸条件下固化。加热固化时温度一般为145~175℃。热压过程中产生的挥发分越多，温度越高，所需的成型压力就越大。在室温固化时，加入合适的无机酸或有机酸，即酸类固化剂。常用的有盐酸或磷酸，还有对甲苯磺酸、苯酚磺酸或其他的磺酸。1.5酚醛树脂1.5.2酚醛树脂的固化142

热塑性酚醛树脂的固化需要加入聚甲醛、六亚甲基四胺等固化剂，热固性PF也可用作固化剂。

六亚甲基四胺是最常用的，结构式为1.5酚醛树脂1.5.2酚醛树脂的固化六亚甲基四胺的用量一般为树脂的10%~15%。143

强度和弹性模量都较高，长期经受高温后的强度保持率高，使用温度高。但质脆，抗冲击性能差。

耐化学药品性能优良，可耐有机溶剂和弱酸弱碱，不耐浓硫酸、硝酸、强碱及强氧化剂的腐蚀。

电绝缘性能较好，但介电常数和介电损耗较大。电性能会受到温度及湿度的影响。蠕变小，尺寸稳定性好，阻燃性好。

吸水性较大，吸湿后制品会膨胀，产生内应力，出现翘曲现象。1.5酚醛树脂1.5.3酚醛树脂的性能144PF花泥摩擦材料用PF145(1)酚醛模压塑料一般由树脂、填充材料、固化剂、固化促进剂、稀释剂、润滑剂、脱模剂、着色剂等组成。常选用碳酸钙、高岭土、滑石粉等粉状填料。酚醛树脂的主要作用是对填充材料进行粘结，用量为30%~50%。固化剂常用六亚甲基四胺。固化促进剂一般是煅烧氧化镁。常用的润滑剂有油酸、硬脂酸及其盐类。稀释剂常用的是丙酮和乙醇。1.5酚醛树脂1.5.4酚醛树脂的成型加工146(1)酚醛模压塑料具有优良的力学性能、耐热性能、耐磨性能，可制作电气绝缘件、制动零件、刹车片、摩擦片等。(2)酚醛层压塑料以甲阶热固性酚醛树脂为粘合剂，以石棉布、牛皮纸、玻璃布、木材片以及绝缘纸等片状填料为基材，放入到层压机内通过加热加压成层压板、管材、棒材或其他制品。1.5酚醛树脂1.5.4酚醛树脂的成型加工147(2)酚醛层压塑料力学性能好、吸水性小、尺寸稳定性好、耐热性能优良、加工低廉，可根据不同的性能要求选择不同的填料和配方满足不同需要。层压板的成型分为浸渍和成型两个过程。成型工艺过程分叠料、进模、热压、脱模、加工和热处理等。层压管、棒的成型是以卷绕的玻璃布、棉布、石棉布、牛皮纸等为基材，以甲阶热固性PF为粘合剂，经热卷、烘焙制成的。1.5酚醛树脂1.5.4酚醛树脂的成型加工148(3)酚醛泡沫塑料热塑性或甲阶热固性酚醛树脂，加入发泡剂、固化剂等，发泡固化后即得到酚醛泡沫塑料。质量轻、刚性大、尺寸稳定性好、耐热性高、阻燃性好、价格低。但脆性较大。主要用作耐热和隔热的建筑材料、救生材料以及保存和运输鲜花的亲水性材料。1.5酚醛树脂1.5.4酚醛树脂的成型加工1491.5.5酚醛泡沫酚醛泡沫在高温或遇火情况下，表面发生碳化对内层起到保护作用，因此能保持良好的隔热性能。具有难燃、低烟、低毒特性和优异的耐热性；相比传统无机保温材料，其节能保温效能提高约一倍。也有一些自身的缺点，主要表现为泡沫较脆，易粉化等。目前国内酚醛泡沫最大的消费市场是中央空调系统的风管、水管保温，约占总消费量的60%。随着外墙保温防火标准的出台，相关企业对酚醛泡沫的推广，酚醛泡沫以其优异的保温防火性能以及绿色环保的优点终会发起一场保温新材料的革命，为我国的外墙保温事业作出巨大的贡献。1501.5.6纳米材料改性酚醛树脂

碳纳米管改性碳纳米管具有优异的性能，极少的添加量就能获得较好的效果。

纳米SiO2改性使改性后PF的耐热性、耐侵蚀等性能大幅度提高。

纳米铜改性纳米TiO2改性纳米蒙脱土改性纳米分子筛改性

1511.5.6纳米材料改性酚醛树脂纳米复合材料的发展为PF性能的改善注入了新的活力，是一个颇具前景的研究方向。但是纳米材料结构松散、易团聚，在用于PF改性的过程中易出现分散性差、界面间结合强度低等问题，且纳米材料改性的PF成本高，因此限制了纳米材料在改性PF方面的应用。1521.5酚醛树脂随着中国的汽车、建筑、电气电子用品和消费市场的快速发展，对特种酚醛树脂的需求十分旺盛，中国现已成为全球酚醛树脂消费大国，预期今后这一市场将继续保持增长势头。近几年来，国外酚醛树脂及塑料的研究和开发以高机械强度和高耐热性、耐电痕性好的品种为主。酚醛泡沫(PF)由于热导率低，相比传统的保温材料如岩矿棉、玻璃棉及膨胀珍珠岩等，其节能保温性能高约1倍。人们称其为“保温之王”或“第三代保温材料”。引自《2010～2011年世界塑料工业进展》1531.5酚醛树脂

国外十分重视酚醛树脂合成反应与固化机理的研究，为开发各种酚醛树脂及新型复合材料的应用创造了条件。日本东京有机高分子材料部Kakimoto，进行从酚醛树脂和铁酞菁混合物制备无铂燃料电池催化剂的研究。台湾中兴大学林业系Lee，开展从液化木材基novolak酚醛树脂浸渍木粉而制得的模压板的性能的研究。引自《2010～2011年世界塑料工业进展》154

20世纪40年代后期开始工业化。广泛应用与机械、电机、化工、航空航天、船舶、汽车、建筑等行业。

EP是指分子中含有两个或两个以上环氧基团的线型高分子。可与多种类型的固化剂发生交联反应。具有较强的粘结性能，力学性能优良，耐化学药品性、耐候性、电绝缘性好，尺寸稳定。1.6环氧树脂(EP-epoxyresin)1551.6环氧树脂主要由EP、固化剂、稀释剂、增塑剂、增韧剂、增强剂及填充剂等组成。

具有多样化的形式各种体系几乎可以适应各种应用要求，从极低的粘度到高熔点固体。

粘附力强树脂中固有的极性羟基和醚键的存在，使其对各种物质都有突出的粘附力。1.6.1环氧树脂固化体系的特性1561.6环氧树脂

收缩率低固化反应是通过直接加成进行的，没有副产物放出。优良的力学性能优良的化学稳定性